Фамилия Николишин образована от крестильного имени Никола (из греческого Николаос — «победитель народов»), но не напрямую, а через уменьшительную форму. Суффикс -ишин указывает на принадлежность: Николишин буквально означает «сын Николиши». Сама основа Николиша — это просторечный, обиходный вариант имени Николай, характерный для юго-западных русских говоров и украинского языка. В отличие от более распространённых фамилий на -ин (Николин, Никулин), форма с -ишин встречается реже и выдаёт конкретную диалектную среду, где имя «укорачивали» до Николиш.

Если смотреть шире, то фамилия вписывается в гнездо однокоренных: Николин, Никольский, Никонов, Миколин. Но Николишин стоит особняком из-за своего суффикса. По модели образования она близка к фамилиям Гаврилишин, Данилишин, Михайлишин — все они образуются от западнорусских или украинских гипокористик (сокращённых имён) с суффиксом -иш-. Это не просто отчество, а форма, которая в XVI–XVII веках закреплялась за детьми человека, которого в быту звали не Николаем, а Николишей.

Географически фамилия тяготеет к западу России, Украине и Беларуси. В переписях XIX века Николишины чаще всего встречались среди крестьян Волынской, Гродненской и Минской губерний. Сословного барьера у фамилии не было — её носили как государственные крестьяне, так и мещане. В центральных великорусских областях (например, в Московской или Тверской) эта фамилия почти не фиксируется: там предпочитали форму Никулин или Николин.

Предка-основателя, скорее всего, звали Николиша. Он мог быть простым землепашцем или ремесленником. Имя Никола в народе почитали особо — как покровителя моряков, земледельцев и путешественников, поэтому и производных от него фамилий много. Николишин — одна из тех, что сохранила живую, нецерковную форму имени, какой его слышали в повседневной речи.